Astrofotografie: Nachführung mit der Montierung (Tracking)

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Nachführung, Montierungen
Benutzt: Fotos von Flickr

Nachführung mit der Montierung (Tracking)

Die parallaktische Montierung mit ihren Motoren soll eine gute Nachführung bewirken, deswegen habe ich viel Geld dafür ausgegeben (Für mich ist meine Montierung Skywatcher HEQ5 Pro durchaus teuer).

Wenn wir Astrofotos machen, werden wir mehrere Einzelfotos zu einem Summenbild “stacken”.  Dabei sollte die Gesamtbelichtungszeit wohl schön lang sein (2 Stunden und mehr), aber die Einzelbelichtungszeit wird ja begrenzt durch:

  1. Nachführgenauigkeit der Montierung (Tracking)
  2. Himmelshelligkeit

Wir wollen also zuerst einmal praktisch herausfinden, wie gut dieses sog. Tracking durch die Montierung eigentlich ist.

Ist das Tracking der Montierung gut genug?

Dazu stelle ich meine Montierung HEQ5 Pro auf meiner Terrasse in Eimsbüttel schön waagerecht auf und mache mit SharpCap ein gutes Polar Alignment. SharpCap zeigt mir schließlich eine Genauigkeit von 2 Bogenminuten an.

Dann gehe ich mit meinem Teleskop Orion ED80/600 und der Kamera ASI294MC Pro auf einen Himmelsbereich möglichst nahe zum Himmelsäquator. In meinem begrenzen Himmelsausschnitt kommt dafür der Stern Albireo (Beta Cyg) infrage.

Nach einem guten Fokussieren und Platesolving in der Software APT gelingt Sync und Goto mit der Software Cartes du Ciel und der gewünschte Himmelsausschnitt ist erreicht.

Nun mache ich eine Belichtungsreihe 60s, 120s, 240s, 480s,… von diesem Sternenfeld nur mit eingeschaltetem “Siderial Tracking” durch die Montierung HEQ5 Pro, um zu sehen, ab welcher Belichtungszeit die Sterne nicht mehr punktförmig (bzw. kreisförmig) werden, weil das Tracking der Montierung die Erdrotation nicht genaugenug kompensiert.

Als Ergebnis sei hier die Aufnahme mit 240s (=4 Minuten) Belichtungszeit gezeigt, wo ich keinerlei Nachführfehler feststellen kann.

Abbildung 1: Testfoto mit 240s Belichtungszeit (Flickr: DK_20210530_Tracking.jpg)

DK_20210530_Tracking

Das Bild mit 480s Belichtungszeit wurde dann doch zu hell.

Schlussfolgerung: Die Nachführung durch meine Montierung HEQ5 Pro mit meinem Equipment (ED80/600 & ASI492MC Pro) ist vollkommen ausreichend. Ein Autoguiding (z.B. mit PHD2 Guiding) ist nicht erforderlich.

Ungenauigkeit im Tracking durch Schneckenfehler

Der Antrieb der Achsen meiner Montierung HEQ5 Pro erfolgt über Schrittmotoren mit einem Getriebe wobei zuletzt eine Schneckenwelle (worm) die Drehung auf ein auf der Achse befindliches Zahnrad überträgt. Durch kleinste Fehler in der Schnecke können Fehler in der Nachführung auftreten, die sich periodisch mit dem Zyklus des Schneckenrades wiederholen. Bei 135 Zähnen wäre die Scheckenperiode: 86164/135 = 638 Sekunden bei meiner HEQ5 Pro.

Zur Berücksichtigung eines eventuellen Schneckenfehlers (Periodic Error = PE) gehen wir in folgenden Schritten vor:

  1. Messen PE; also Abweichung des Trackings gegen den echten Himmel
  2. Analysieren der PE; also der Abweichungen
  3. Gegenmaßnahmen planen; d.h. PEC-Kurve erzeugen
  4. Gegenmaßnahme bei der Montierung einbauen; d.h. PEC-Kurve laden

Messung des Schneckenfehlers

Dazu müssen wir den Schneckenfehler messen, also die Abweichungen zwischen mototischer Drehung per Montierung und tatsächlicher Drehung des Sternenhimmels messen und ein einer Datei festhalten. Solche Meßwerte bekommt man z.B. durch die Log-Dateien von Guiding-Programmen, wie PHD2 Guiding.

Das Programm PECPrep aus dem EQMOD Project (http://eq-mod.sourceforge.net/ppindex.html) kann Dateien mit den Messwerten von verschiedenen Programmen einlesen; z.B. Log-Dateien von PHD2 Guiding. Zur Auswertung wir der genaue Pixel-Maßstab der benötigt, also: Brennweite (GuideScope 180mm), Pixelgröße (GuideCam 3,87μ)  und die Deklination des Himmelsobjekts. Dann kann PECPrep die Daten als Kurve darstellen und auswerten.

Damit ist sogar eine Fouriertransformation zur Bestimmung der verschiedenen Fehlerperioden möglich. Man findet eine ganze Anzahl von Anleitungen dazu.

Verbesserung des Trackings durch Periodic Error Correction

Eine kleine Ungeauigkeit im Tracking könnte sich durch einen Schneckenfehler (Periodic Error) bei der Monierung HEQ5 Pro einschleichen…

Viele Montierungen unterstützen dafür die sog. “Periodic Error Correction” (“PEC”) um Schneckenfehler auszugleichen. Auch meine Montierung HEQ5 Pro kann das per Handbox aber auch Hilfe von EQMOD.

Dazu mass man im ersten Schritt den Schneckenfehler, möglichst über mehrere Schneckenperioden messen und in einer Datei abspeichern (das nennt man “PEC Training“). Dann kan man im zweiten Schritt diese Datei zwecks Korrektur in EQMOD laden…

Verbesserung des Trackings durch Autoguiding

Hierzu habe ich einen separaten Artikel “Autoguiding” geschrieben.